Схема УМЗЧ на микросхеме КР544УД2 и транзисторах КТ818, КТ819 (40Вт)

Страницы 1 2 Вперед. Дело в том,что я собрал их 2,затеваю третий. А удаление «суперашных цепочек» шибко влияет на качество первого ватта. С вышеупомянутым УМЗЧ ВВ расстался без особого сожаления, хотя считаю эту конструкцию обалденным аппаратом, но Брагинский дешевле,да и найти СП-5 в нашей глуши нереально. Хотелось бы послушать людей, которые слышали или собирали Брагинский.

Поиск данных по Вашему запросу:
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: УМЗЧ Акулиничева

Усилитель Брагина, «Радио» 1987 год

Усилитель ЗЧ имеет очень низкие коэффициенты гармонических и интермодуляционных искажений, он сравнительно прост, способен выдерживать кратковременное короткое замыкание в нагрузке, не требует выносных элементов термостабилизации тока транзисторов выходного каскада. Принципиальная схема усилителя показана на рис. Изменения коснулись выходного каскада.

Кроме того, усилитель дополнен каскадом на транзисторах VT5, VT6, которые совместно с датчиками тока R33, R34 и выходными каскадами на транзисторах VT7-VT10 в режиме покоя образуют соответственно два генератора тока, что исключает отсечку эмиттерного тока транзисторов оконечного каскада и снижает коммутационные искажения.

Последнее же, как известно, благоприятно сказывается на спектре гармоник. Помимо указанных изменений в каждое плечо выходного каскада введена более глубокая местная ООС за счет увеличения сопротивления резисторов в эмиттерных цепях транзисторов VT3, VT4, что сделало выходной каскад более линейным. Так как резисторы R20, R21 подключены к датчикам тока R33, R34, то получается достаточно жесткая термостабилизация тока покоя транизисторов оконечного каскада.

Наличие датчиков тока R33, R34, глубокой ООС по постоянному току и токоограничительных резисторов в базовых цепях транзисторов VT9, VT10 приводит к ограничению их коллекторных токов до приемлемого значения при коротких замыканиях в нагрузке. Резистором R14 устанавливается симметрия плеч выходного каскада.

Других изменений в усилитель не вносилось. Измерения проводились по методике, изложенной в статье Ю. Митрофанова «Экономичный режим А в усилителе мощности» см. Коэффициент интермодуляционных искажений измерялся по рекомендациям, которые даются в статье В. При испытании усилителя импульсным сигналом выбросов на выходном напряжении не наблюдалось. Search datasheet. Опции: and or. Усилитель мощности ЗЧ усовершенствованный Усилитель ЗЧ имеет очень низкие коэффициенты гармонических и интермодуляционных искажений, он сравнительно прост, способен выдерживать кратковременное короткое замыкание в нагрузке, не требует выносных элементов термостабилизации тока транзисторов выходного каскада.

Основные технические характеристики Максимальная мощность на нагрузке сопротивлением 40м, Вт. Страница создана за 0, секунд.

Бюджетные усилители «Super — A» класса с выходным каскадом на биполярных транзисторах

В статье приводится обзор усилителей мощно­сти звуковой частоты (УМЗЧ) радиолюбитель­ской разработки, позиционируемых как усилите­ли класса «Super — А». Статья адресована в основном тем читателям журнала, которые при­выкли думать самостоятельно, и обладают доста­точной квалификацией. Надеюсь, что приведенная ниже информация окажется для них полезной.

К написанию данной статьи подтолкнула попыт­ка реанимации (проведения профилактического ремонта) заслуженного, с более чем двадцатилет­ним стажем работы, усилителя Брагина образца 1990 г. [1]. В процессе проведения работ возник­ло желание заменить примененный в усилителе ОУ современным и собрать еще один экземпляр это­го УМЗЧ. В процессе выполнения задачи поиска подходящего ОУ, в Интернете был обнаружен зна­чительный объем полезной информации, относя­щийся к современным разработкам усилительных устройств, и сделаны соответствующие выводы. Некоторые из них будут кратко изложены ниже.

Начнем с краткого описания самой идеи режи­ма «Super — А», а затем обнаруженных в сети про­ектов (всего лишь 2), являющихся прямым ее про­должением. Еще два УМЗЧ радиолюбительской разработки, вклинившиеся в этот обзор, актуаль­ны и по сей день. Их исходные схемы взяты со страниц журнала «Радио».

Усилия разработчиков транзисторных усилите­лей давно уже направлены на поиск технических ре­шений, исправляющих присущие им недостатки. В рассматриваемом случае на уменьшение искаже­ний в области нуль-перехода сигнала, характер­ных для класса АВ, стараясь удержать транзисто­ры неработающего плеча усилителя от полного запирания путем динамического управления его смещением (так называемый, режим «Super — А» и аналогичные) или создать схемотехническую структуру, сглаживающую начальный, наиболее не­линейный участок ВАХ и биполярных транзисторов. Характерные для режимов «Super — А» и АВ осцил­лограммы продуктов нелинейности, полученные с выхода измерителя нелинейных искажений, на ко­торые для наглядности наложен исходный синусо­идальный сигнал, показаны на рис.1.

Рис. 1

Применение на выходе УМЗЧ полевых транзи­сторов, вопреки распространенному мнению, про­блему не устраняет: «В момент перехода плеча в неактивное состояние происходит «звон» на индуктивностях конструктива. Поэтому важно обес­печить минимальные длины проводников от поли­гонов платы до самих транзисторов (в идеале — транзисторы впаяны в плату), безындуктивные эмиттерные резисторы и т.п. Об этом уже много­кратно говорилось. Поскольку причина возникно­вения искажений не в транзисторах, то и методы борьбы идентичны. Либо «вылизывание» конструк­тива, либо недопущение перехода плеча в режим отсечки, а лучше всё вместе [4]».

Изложенное выше, к сожалению, относится не ко всем разработчикам. К примеру, Н. Сухов в сво­ей статье «К вопросу об оценке линейных искаже­ний УМЗЧ» [5] практически прямо заявляет, что он ничего не понял, разницы не услышал, или не за­метил и не собирается работать в этом направле­нии. Его слова «Проведенные автором испытания ряда усилительных устройств с динамическим смещением транзисторов выходного каскада (Super А фирмы JVC, Non Switching фирмы Pioneer, New Class А фирмы Technics) показали, что дейст­вие динамического смещения ощутимо только при малых токах покоя выходных каскадов (менее 20…30 мА), а при больших токах оно практически не влияет на линейность усилителя. Другими сло­вами, каскады с динамическим смещением позво­ляют практически устранить «ступеньку» при токе покоя выходных транзисторов порядка 15…20 мА вместо 50… 100 мА, но в то же время требуют зна­чительного усложнения схемы (наиболее совер шенное усилительное устройство с динамическим смещением — «Super — А» реализуется на 11 тран­зисторах) и заметно ухудшают термостабиль­ность тока покоя, не изменяя линейность усилите­ля в режиме номинальной мощности и не улучшая КПД усилителя» однозначно на это указывают.

Причем автор не удосужился даже информиро­вать читателя, какие именно усилительные устрой­ства им были испытаны. Это, естественно, наталки­вает на мысль, основанную на ряде приводимых автором якобы обнаруженных им недостатков реше­ния, что под веским определением «ряд усилитель­ных устройств» скрывается всего лишь одно [2]. Ста­тья предшествует ряду публикаций этого же автора под названием «УМЗЧ высокой верности», и поэто­му позиция автора в этом вопросе становится абсо­лютно понятной. Уровень этой его разработки крат­ко и грамотно рассмотрен в [6]. Фактически Н. Сухов своей публикацией надолго перекрывает направле­ние развития схемотехники УМЗЧ, заданное Ю. Ми­трофановым [2]. По этой же причине появление в 1990 г УМЗЧ Брагина [1] прошло незамеченным. Тем не менее, это направление радиолюбительских разработок до сих пор живет. Рассмотрим некото­рые из разработок в этой области.

УМЗЧ проекта «Натали»

Все его построение [7] зиждется на базе уси­лителя Брагина. Режим «Super-А» как таковой от­сутствует. Вместо него используется жесткая ста­билизация остаточного тока покоя не активного плеча выходного каскада усилителя [11]. Полно­стью отследить историю создания данного аппа­рата не представляется возможным ввиду того, что разработчик проекта на текущий момент уда­лил практически все промежуточные схемотехни­ческие решения. Сам проект «Натали» является яв­но коммерческим.

Случайно обнаруженные не окончательные ва­рианты схем этого усилителя выглядят, тем не ме­нее, на первый взгляд более привлекательными, чем некоторые последующие их версии, и вполне работоспособными. В них было использовано весьма оригинальное и интересное решение — оптронное управление коллекторными токами тран­зисторов выходного каскада, в последствии замещенное относительно тривиальным, но более бы­стродействующим вариантом.

В настоящее время присутствует несколько версий этого усилителя, в основном отличающих­ся максимальной выходной мощностью. Позици­онируются данные версии как Ноте и Pro. Повторять или не повторять этот УМЗЧ — это личное дело каждого, но надо учитывать, что в настоящее вре­мя ведется разработка очередной версии этого УМЗЧ с существенно сниженным коэффициентом нелинейных искажений (КНИ).

УМЗЧ Лайкова

Происхождение его [8] легко узнаваемо и представляет собой не совсем удачный симбиоз из входных цепей усилителя Брагина и оконечно­го каскада, заимствованного у усилителя В. Жбанова образца 1983 г. [9]. Исходная версия усили­теля Лайкова абсолютно неинтересна и провоцирует эффект неприятия специалистами, с чем автор сразу же и столкнулся, только попытавшись опуб­ликовать свою разработку в одном из журналов ра­диотехнического направления.

Тем не менее, находятся люди, весьма далекие от знания удачных схемотехнических решений 1980-х годов, которые готовы поучаствовать в строительстве и доводке данного усилителя. В ре­зультате коллективных стараний появилась на свет относительно интересная версия этого усилителя под номером 6 («Лайков v.6», см. рис.2), назначен­ная автором в последствии «базовой». До этого ба­зовой значилась исходная версия усилителя.

Рис. 2

Режим «Super — А» отсутствует. Используется простое решение, известное в прошлом веке как «усилитель с компенсацией нелинейности ампли­тудной характеристики» [10].

Показательно, что номиналы элементов кор­ректирующих цепей разных версий усилителей по­вторяются один в один и исходно использованы в УМЗЧ Брагина. Эти УМЗЧ уже давно разные по схемотехнике, а цепи коррекции у них одинаковы. Возникает закономерный вопрос, адресованный к разработчику: «а умеет ли он самостоятельно корректировать усилители?». Усилитель Лайкова подкупает своей простотой и неплохими заявлен­ными характеристиками.

УМЗЧ Брагина

В нём [1] использует режим, очень близкий по характеру и форме коллекторных токов к исходно­му «Super — А», однако схемотехническое решение узла управления базируется не на разработке инженеров JVC, а на базе промелькнувшего в жур­нале «Wireless World» в 1987 году [11] схемотех­нического решения стабилизации тока покоя транзисторов оконечного каскада усилителя. До­полнительно было введено слежение за выходным напряжением усилителя, что позволило превра­тить эти цепи стабилизации в цепи управления, практически полностью повторяющие результат работы цепей, формирующих режим «Super — А» в усилителях марки JVC.

Такое интересное и лаконичное решение, в со­вокупности с грамотно выполненной стыковкой транзисторной части усилителя с ОУ, использован­ном во входных цепях (прототипом данного реше­ния для Брагина является усилитель 1970-х годов производства компании Tesla [12]), обеспечивает очень высокие характеристики УМЗЧ в целом.

УМЗЧ Митрофанова

Одна [2] из первых реализаций попыток повто­рить принцип, заложенный в усилителях, исполь­зующих, так называемый, режим «Super-А», про­стыми и доступными средствами. Усилитель можно характеризовать как «условно работоспо­собный», хотя для своего времени (1986 г.) он был не так уж и плох. Основной проблемой была невы­сокая стабильность параметров и недостаточная устойчивость усилителя, вынуждающая приме­нять в нем исключительно низкоскоростные ОУ (хотя автор в этом и не признается, оправдывая свое неудачное решение другими причинами), что не способствовало достижению достаточно хоро­ших характеристик УМЗЧ в целом. Следующей проблемой была сильная зависимость работы цепей управления коллекторными токами выходных транзисторов от сопротивления нагрузки, т.е. их поведение на активной нагрузке нормально и предсказуемо, а на реальной нагрузке (акустиче­ских системах) уже отлаженные цепи управления зачастую полностью теряли свою работоспособ­ность, произвольно переводя усилитель в режим, близкий к стандартному АВ. К повторению не ре­комендуется, хотя с теоретическим его обоснованием и схемотехническими решениями ознако­миться все же следует.

УМЗЧ JVC А-Х50

Три из четырех перечисленных УМЗЧ были по­строены в железе, отлажены и испытаны. Во всех случаях, для определения действительного уровня качества УМЗЧ дополнительно производилось контрольное сравнительное прослушивание.

В качестве эталонного усилителя был выбран JVC А-Х50, входивший в линейку усилителей, раз­работанных в 1982 г., которые используют режим работы УМЗЧ «Super — А».

Усилитель обладает весьма высокими заявлен­ными параметрами и радует неожиданно хорошим звучанием. Это усилитель на самом деле очень вы­сокого класса. К сожалению, в более поздних ли­нейках УМЗЧ JVC разработчики стали применять электронные коммутаторы входов (например, в по­пулярном УМЗЧ АХ-400), что привело к заметной деградации звука.

Литература и полезные ссылки:

1. Брагин Г. Усилитель мощности 34 // Радио. — 1990. -№12. -С.63.
2. Митрофанов Ю. Экономичный режим А в уси­лителе мощности // Радио. — 1986. — №5. — С.40-43.
3. Kondo Hikaru. Nuevo concepto en amplificatores de potencia para audio si sterna «super А» de JVC // Mundo electronico. — 1980. — №102. — P.75-81.
4. https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=61611 &p=1704685&viewfull-1#post1704685
5. Сухов H. К вопросу об оценке линейных ис­кажений УМЗЧ // Радио. — 1989. — №5. — С.54.
6. https://premium-a-class.rU/content/view/12/15/
7. Усилитель мощности «Натали»: https://forum.cxem.net/index.php?showforum=95
8. Усилитель А. Лайкова: https://cxem.net/sound/amps/ampphp
9. Жбанов В. Высоколинейный термостабильный усилитель НЧ // Радио. — 1983. — №10. — С.44-46.
10. Король В. УМЗЧ с компенсацией нелиней­ности амплитудной характеристики // Радио. — 1989.-№12.-С.52.
11. «Add-on current dumpig», Electronics & Wireless World, October, 1985, p.40.
12. Левинзон Г.Л., Логинов A.B. Высококачест­венный усилитель низкой частоты. — М.: Энергия, 1977. — С.61.

Автор: Алексей Ковальский, г. Киев Источник: журнал Радиоаматор №1, 2016

Усилитель Брагина

By olegdelone , October 5, in Усилители мощности. Однажды прочитал вышеприведённую статью и загорелся. Первое с чего начал, с поиска в интернете обсуждений данного УНЧ. Но, к сожалению, нашёл не много. Да и собственно то, что там есть — лишь какие то краткие ответы, «да, мол, играет нормально», или же «он не стабилен, выгорает предвыход». Стоит подобрать диоды по минимальному прямому сопротивлению. Чем меньше, тем ниже будет ток покоя и легче его настраивать. Неужели это правда?! Но незначительно, нужно сильно менять номинал, например раза в два.

Качественный усилитель мощности Vasilich-AMP-5 от Василича

Основные технические характеристики усилителя мощности:

• Максимальная выходная мощность (Вт) — 50(25) (при Rn = 4(8) Ом);
• Напряжение птиания усилителя (В) — ±25;
• Полоса пропускаемых частот (кГц) — 0,005…100;
• Коэффициент гармоник во всем диапазоне частот (%) — 0,001
• Номинальное входное напряжение (В) — 2;
• Коэффициент усиления — 10;
• Выходное сопротивление (Ом) — не более 0,1;
• Ток покоя выходного каскада (мА) –75…150

Схема усилителя

Коэффициент усиления равен 10 и определяется отношению резисторов R17 к R21. В усилителе напряжения предлагается использовать комплиментарные пары биполярных транзисторов bc560c/bc550c или 2N5401/2N5551 (распинока зеркальная), также возможно применение комплиментарных пар от toshiba 2sa970/2sc2240 (внимание распиновка другая, смотрим по даташиту). На место Q9/Q10 лучше всего подойдут ZVP2110A или ZVP3110A.

Для поддержанию 0 на выходе усилителя применен интегратор на ультрапрецизионном операционном усилителе OP177. В качестве дешевой замены ему можно использовать TL071. Ток покоя задается подстроечным резистором R7.

Транзистор Q2 устанавливается на общем радиаторе с выходными мосфетами. Транзистор Q2 и выходные Q6, Q16 крепятся к радиатору с использованием слюдяных прокладок. Изделия из кремне-органической керамики применять в усилителе нельзя.

Настройка усилителя достаточно проста, перед первым пуском усилителя выкручиваем подстроечник R7 для установки тока покоя, на максимум — 100Ом. Подаем питание на усилитель, если все собрали правильно и дыма нет, то устанавливаем ток покоя. Момент его установки достаточно небольшой, так что подстоечник крутим медлено, параллельно мониторя падение напряжения на резисторах R8/R36. Оптимально выставить тока покоя 80-120мА, что ссответсвует падению напряжения на резисторе R8 8-12мВ.

Добавлю общие рекомендации при запуске большинства усилителей. При первом старте усилитель лучше всего запитать через лампочки, я обычно использую по 2 лампочки на 12В на 21Вт, включенные последовательно, на кажом плече питания. Конечно, при первом пуске акустику не подключаем, до полной настройки и контроя постоянки на выходе.

С данным усилителем желательно использовать защиту АС от постоянки на выходе, т.к. в отличие от версий с «виртуальной землей» в этом усилителе в случае пробоя выходного транзистора на выходе усилителя будет одно из плеч питания.

Печатная плата

Усилитель выполнен на двусторонней печатной плате размером 91х60мм. Ниже представлен 3D-вид печатной платы с компонентами.

Вид печатной платы без компонентов.

Блок питания

При духполупериодной схеме выпрямления со средней точкой при наличии в потребляемом токе составляющих с частотой, кратной Fсети/2 (25 Гц) в обмотке трансформатора появляется постоянная составляющая. Подмагничивание сердечника наиболее неприятно для тороидального трансформатора. Разумный выход — применять отдельные мосты для положительного и отрицательного плеча. С учетом этого, для данного усилителя был использован следующий блок питания:

Особенностью данного блока питания УМЗЧ является использование отдельных трансформаторов для питания каждого из каналов стереофонического усилителя мощности звуковой частоты. Возможно использование одного более мощного трансформатора с 4-мя отдельными вторичными обмотками.

Искажения усилителя

Замеры искажений произведены на резистивную нагрузку 8 Ом при выходной мощности 20Вт. Как видно даже в железе искажения усилителя оказались очень низкими и составили 0.001%. При этом точный подбор комплиментарных пар транзисторов не производился.

Субъективно, при прослушивании усилителя, отмечается очень глубокий бас, чистый вокал и очень прозрачный и в тоже время мягкий звук.

Дополнительно кроме проверенной ппечатки (Vasilich_by_admin_gerbers.zip — набора Gerber файлов для заказа на производстве) я к статье прикрепил еще две печатки в Lay6, любезно предоставленные нашими участниками сайта. Сам не проверял, поэтому в случае обнаружение ошибок прошу сообщать о них мне.

Желаю успехов в техническом творчестве!

УМЗЧ Брагина (80 Вт/4 Ом)

Благодаря схемотехническим решениям тов. Согласно сборочному чертежу и ПЭ прил. Дабы не было в дальнейшем обидно от кривых ручек и невнимательности, хорошо бы проверить, не перепутали ли Вы номиналы припаянных резисторов или полярность конденсаторов электролитов. Следующим этапом подключаем плату к источнику питания и мультиметром проверяем напряжение на конденсаторах C3, C4. После того как чудо произошло, и Вы получили указанное напряжение, отключаем блок питания и разряжаем емкости усилителя закоротив отрицательный и положительный провод через резистор 20 50Ом, далее. Теперь немного придется пострагать металл Для этого нам понадобится правильные руки, радиатор BLA, две 5 миллиметровые стойки, 2 винта М3 длиной 5мм.

Войти через uID. Добавлено

Совсем необязательно на каждый диапазон свой усилитель. Мне кажется хватит и пары — 1. Приветствую, Петр! Спасибо за сообщение и интерес к теме. На каждый отдельный диапазон настроил без компромисов, присущих многодиапазонности и успокоился. Стоимость одной лампы плюс высковольтные причиндалы плюс все остальное — это надоть посчитать.

Наш сайт, принимал участие в разработке некоторых узлов. По ссылке можно прочитать по подробнее про этот замечательный усилитель. При заказе полного комплекта для усилителя, доставка бесплатная.

Предлагаемый УМЗЧ (рис. 1) построен на базе операционного усилителя КР544УД2.

Операционный усилитель DA1 питается через транзисторы VT1 и ѴТ2, которые снижают напряжения питания до значений, задаваемых делителями R3, R4 и R5, R6. Напряжения смещения транзисторов ѴТЗ, ѴТ4 определяются падением напряжения на резисторах R8, R9. В случае необходимости DA1 может быть отбалансирован при помощи делителя R14, R15.

Рис. 1. Схема УМЗЧ

Ток покоя предоконечных транзисторов ѴТЗ, ѴТ4 определяет напряжение смещения на резисторах R11, R12 (0,35…0,4 В), которое при малых уровнях сигналов поддерживает транзисторы VT5, VT6 в закрытом состоянии даже при повышении напряжения питания на 10…15% или перегреве на 60…80°. Резисторы R11, R12 одновременно стабилизируют режим работы предоконечного каскада ѴТЗ, ѴТ4, создавая местные отрицательные обратные связи (ООС) по току. Общая ООС по напряжению формируется делителем R7, R10.

Основные параметры УМЗЧ

Фильтры низких частот R2, С2 и R13, С7 с частотами среза в области 60 кГц предотвращают самовозбуждение усилителя на высоких частотах. Конденсаторы С5, Сб корректируют фазочастотную характеристику предоконечного и оконечного каскадов. Катушка L1 повышает стабильность работы усилителя при работе на нагрузку, обладающую повышенной реактивностью.

Сборка и монтаж

При сборке конструкции необходимо пользоваться паяльником с хорошей изоляцией и мощностью не более 40 Вт. Чертеж печатной платы УМЗЧ приведен на рис. 2, а сборочный чертеж — на рис. 3.

Порядок сборки следующий: перемычка S1, резисторы, конденсаторы, катушка L1, операционный усилитель (DA1), транзисторы ѴТ1 …ѴТ4, после предварительной регулировки — транзисторы ѴТ5, ѴТ6. Бескаркасная катушка L1 содержит 10 витков любого медного обмоточного провода диамет 1 …2 мм. Ее наматывают на временной оправке диаметром 4…6 мм, например на тонкой шариковой ручке или карандаше.

Рис. 2. Печатная плата

Рис. 3. Сборочный чертеж

С целью минимизации нелинейных искажений транзисторы VT3…VT6 должны подключаться к печатной плате проводниками длиной не более 50 мм. Оптимальная конструкция УМЗЧ приведена на рис. 3. С помощью двух уголков плату привинчивают к теплоотводу, а транзисторы впаивают непосредственно в плату. Удобнее всего это делать в следующей последовательности:

— разметьте теплоотвод, просверлите необходимые отверстия и нарежьте в них резьбу М3. Конструкция теплоот-вода может быть произвольной, однако площадь его поверхности для максимальной выходной мощности 60 Вт должна быть не менее 500 см2;

— привинтите плату к теплоотводу;

— установите транзисторы ѴТЗ, ѴТ4 в соответствующие отверстия платы, после чего привинтите их к теплоотводу, а затем припаяйте их;

— после предварительной регулировки аналогично смонтируйте транзисторы ѴТ5, ѴТ6;

— после этого припаяйте провода для подключения питания и нагрузки сечением не менее 0,5 мм2.

Наладка

Для наладки усилителя необходимы осциллограф, низкочастотный генератор, тестер, эквивалент нагрузки и биполярный источник питания с выходным напряжением ±30 В при токе нагрузки не менее 4 А.

Высокая стабильность УМЗЧ позволяет питать его от простейшего нестабилизированного источника питания. Питание на усилитель при его регулировке и эксплуатации подают через предохранители на 5 А. Регулировку начинают при отключенных транзисторах ѴТ5, ѴТ6 и закороченном входе (точки 1 и 2 соединены).

К выходу УМЗЧ без нагрузки подключите осциллограф в режиме максимальной чувствительности и кратковременно подайте питание. Если на выходе нет переменного напряжения, т.е. усилитель не возбуждается, замерьте режимы работы ѴТЗ, ѴТ4; напряжения на выводах 7 и 4 DА1. Они должны быть в пределах 13,4… 14 В и отличаться между собой не более чем на 0,3 В. Падения напряжения на резисторах R11, R12 должны быть в пределах 0,35…0,4 В. Если они отличаются больше чем на 10%, необходимо подобрать резисторы R8, R9. При этом их новые значения по-прежнему должны быть примерно равны между собой.

В случае самовозбуждения усилителя следует увеличить емкости конденсаторов С5, Сб, либо, разрезав дорожку, соединяющую выводы 1 и 8 DA1 подпаять к ним конденсатор типа КМ-5 емкостью 5…10 пФ.

Измерьте постоянное напряжение на выходе и, если оно превышает 30 мВ, отбалансируйте DA1. Для этого впаяйте переменный резистор сопротивлением 100…200 кОм вместо резисторов R14 и R15 (средним выводом в точку их соединения с выводом 7 DA1). Вращением оси этого резистора добейтесь нужного значения выходного напряжения, замерьте полученные величины сопротивлений и впаяйте соответствующие постоянные резисторы R14 и R15. Нежелательно использовать в качестве балансировочного подстроечный резистор — вследствие старения этого резистора возможно нарушение балансировки усилителя в процессе его эксплуатации.

Установите на теплоотвод и на плату транзисторы VT5, VT6. Кратковременно подав питание, убедитесь, что УМЗЧ не возбуждается.

Подключите к выходу УМЗЧ резистор сопротивлением 16 Ом мощностью 10…15 Вт, и подайте от генератора на вход (точки 1 и 2 разъедините) сигнал с уровнем 0,05 В частотой 1 кГц. Постепенно увеличивая уровень входного сигнала до 1,0 В, проверьте симметричность ограничения обеих полуволн синусоиды.

При необходимости, окончательной балансировкой DA1 добейтесь минимального постоянного напряжения на выходе УМЗЧ.

Подключите номинальную нагрузку- резистор сопротивлением 4…8 Ом мощностью не менее 50 Вт (например реостат) — и еще раз измерьте основные характеристики УМЗЧ.

После окончательной регулировки подключите источник музыкального сигнала и реальную акустическую систему.

Для работы усилителя мощности от источников сигнала со стандартным линейным выходом 250 мВ (магнитофон, проигрыватель и т.п.) следует использовать предварительный усилитель с возможностью регулировки громкости и тембра.

Если источник входного сигнала собран по схеме с однополярным питанием, при включении усилителя могут прослушиваться «щелчки» в акустических системах. Для устранения этого явления можно собрать схему задержки подключения акустической системы и защиты динамиков от короткого замыкания, например по схемам, приведенным в [1 …3].

Литература:

1. Радио, 1990, №8, с.63.
2. Радио, 1991, №1, с.59.
3. Радио, 1992, №4, с.37.

Автор статьи — А. Фефелов. Статья опубликована в РЛ, №4, 1999 г.

Портал радиоэлектроники

принципиальная схема, чертеж печатной платы, описание Оригинал был взят с «Немного звукотехники», авторство установить пока не удалось, поэтому усилитель назвали VL, т.е. v

ega
l
ab Не будем скрывать — форум «Немного звукотехники» мы посещаем довольно часто и изучаем ОЧЕНЬ скурпулезно. В один из подобных визитов попалась на глаза принципиальная схема усилителя мощности, приведенного на рисунке 1. Этот усилитель мощности имеет довольно известную схемотехнику и на глаза попадался не единожды в том или ином вариантах. Однако простота самой схемы усилителя мощности заставила взять в руки паяльник и собственно собрать этот усилитель. Звук приятный, прозрачный, но сказать что в нем есть что то особенное язык не повернулся. Принципиальная схема усилителя с опытным образцом полетели в «долгий ящик». Спустя примерно год, наводя очередной порядок ее вытащили, посмотрели, посмотрели… Посмотрели, посмотрели и решили все же реанимировать. Но…

Рисунок 1.
Первый каскад после операционного усилителя выполнен по схеме с общей базой и ни для кого не секрет, что подобные каскады очень хорошо усиливают напряжение, а вот усиление по току у них довольно слабенькое. Следующим каскадом в оригинальной схеме идет каскад с общим эмиттером, а эти каскады для нормальной работы требуют изменения базового тока в довольно больших диапазонах. Другими словами — каскаду с общей базой несколько тяжеловато управлять каскадом с общим эмиттером. Исправить ситуацию позволо введение дополнительного эмиттерного повторителя после первого каскада. Работа вроде бы и не большая, однако такая доработка позволила усилителю мощности действительно «запеть»… Мягкий, не навязчивый звук, прозрачный, с высокой детализацией просто завораживает, причем источник звука как бы теряется, т.е. однозначно сказать что акустическая система стоит именно в таком то углу уже не получалось. И это при прослушивании MP3 формата, правда с потоком 256 Кб/с. Прослушивание тестовых дисков однозначно показало, что это не просто хороший усилитель мощности, а так же альтернатива снятого с производства усилителя Сухова, причем довольно серьезная. Принципиальная схема получившегося варианта усилителя мощности приведена на рисунке 2. Как видно из рисунка изменениям подверглась схема не только самого усилительного тракта, но так же изменена схема защиты от перегрузки и построена она теперь по тиристорному принципу. Смысл такой защиты основан на том, она полностью блокирует работу оконечного каскада до окончания любой из полуволн сигнала ЗЧ, в зависимости на какой из них произошла перегрузка что не позволяет оконечным транзисторам усилителя мощности сильно перегреваться. Предыдущий же вариант защиты посто ограничивал ток, протекающий через оконечные транзисторы, что все равно вызывало довольно интенсивный нагрев радиаторов и вероятность теплового пробоя увеличивалась. Следует отметить, что в вариантах усилителя мощности с одной и двумя парами оконечных транзисторов лучше использовать токовыравнивающие резисторы в эмиттерах оконечных транзисторов сопротивлением 0,33 Ома, в вариантах с тремя и четырьмя парами — 0,22 Ома. Подобное изменение номиналов позволяет на более слабых вариантах усилителя устройству защиты от перегрузки работать более стабильно. Так же следует обратить внимание на номинал резисторов в базовых цепях первого каскада устройства зищиты от перегрузки — изменяя этот номинал снижают или увеличивают порог срабатывания защиты. Более подробно смотрите в таблице с характеристиками усилителя.

Рисунок 2.

Кроме всего прочего усилитель мощности работает в инвертирующем режиме, что добавляет дополнительное подавление синфазных помех и искажений. Черетеж печатной платы в формале lay можно взять тут, чертеж расположения деталей и подключения приведена на рисунке 3. Так же можно взять архив с рисунком в формате jpg, масштам 1:1, разрешение 600 dpi. Стараясь максимально удешивить конструкцию мы не стали ставить на плате дополнительные электролитические конденсаторы фильтров питания, поэтому длина проводов по питанию должна быть минимально возможной.

Рисунок 3.

Следует обратить внимание на то, что на транзисторах VT5, VT7, VT8, VT9 выделяется довольно много тепла, чуть больше 2 Вт на каждом, поэтому использование теплоотводов для них необходимо. Техничесике характеристики симметричного высококачественного усилителя мощности сведены в таблицу. Разумеется, что в таблице сведены параметры усилителя при максимальных мощностях и собственном коф усиления. При использовании усилителя с одной, двумя, тремя парами оконечных транзисторов собственный коф усиления можно уменьшить (увеличить номинал R2), тем самым уменьшить THD. Есть в этой бочке меда и ложка дегтя — слишком маленькое входное сопротивление — порядка 3 кОм. Хотя конечно подавляющее большинство источников звукового сигнала позволяют работать на такую нагрузку (выхода аудиокарты компьютера, выхода DVD плееров), все же лучше использовать предварительный усилитель с повышенной нагрузочной способностью. Данный усилитель мощности может быть выполнен в четырех мощностных вариантах: 150 Вт; 300 Вт; 450 Вт; 600 Вт, отличающиеся количеством пар оконечных транзисторов. Усилитель может быть выполнен в двух модификациях: c буковкой М

в конце обозначения, означающей, что предпоследним каскадом (VT12, VT13) используются полевые транзисторы, и с буковкой
В
в конце обозначения, означающей, что предпоследним каскадом используются биполярные транзисторы. Подобные варинты модификакий возникли в связи с различным звучанием усилителей с использованием полевиков и возникновением поклоников «полевого» звука. При заказе данных усилителей следует не забывать указывать какая именно Вам модефикация данного усилителя мощности необходима.

Данный усилитель мощности имеет сравнительно не большой КПД, поэтому радиатор потребуется не маленький, причем при использовании полевиков в предпоследнем каскаде КПД меньше, чем у биполярного варианта, однако и уровень THD меньше фактически в 2 раза за счет разгрузки выходного каскада усилителя напряжения. Усилитель мощности имеет несколько технологических осбенностей, точнее варианта печатной платы: На рисунке 4 приведен внешний вид высококачественного усилителя мощности — вариант на 150 Вт.

Рисунок 4 — усилитель мощности на 150 Вт.

Оконечные транзисторы самого усилителя мощности и последние каскады усилителя напряжения запаиваются на плату снизу и крепятся непосредственно на радиатор винтами М3. Если фланцы транзисторов металличесике, то использование изолирующих прокладок и изолированного крепежа обязательно. Так же настоятельно рекомендуем использовать термопасту. Для выравнивания транзисторов по высоте мы используем двухстроний скотч на базе пористой резины — продается в автомагазинах. Для оконечных транзисторов скотч используется в один слой, для транзисторов в корпусе ТО-220 — два слоя, для транзистора термокомпенсации — шесть слоев (рисунок 5). Обратите внимание — транзистор термокомпенсации винтом на радиатор не прикручивается, а прижимается только за счет скотча, поскольку изначально получается немного выше остальных транзисторов усилителя (прокладку использовать обязательно).

Рисунок 6 — выравнивание высоты теплоотводящих фланцев транзисторов.

На плате усилителя мощности предусмотрены отверстия под установку конденсаторов на 47 пкФ, однако пленочные конеденсаторы в продаже найти довольно затруднительно, поэтому на плате предусмотены технологические площадки для использования в данном усилителе мощности керамических конденсаторо поверхностного монтажа (SMD). Причем используются два соединенных последовательно конденсатора на 82…100 пкФ, что в итоге дает емкоскость на 41…50 пкФ и увеличивает максимальное напряжение этой «связки» до 100 В. Кроме этого было решено использовать отключаемую защиту от перегрузки. Для этого на печатной плате усилителя предусмотрены контактные площадки при установки в которые перемычки защита буде включена (рисунок 7).

Рисунок 7 — установка SMD конденсаторов с использованием технологических площадок печатной платы.

Ну и наконец, только для большей понятности рисунок, на котором показано расположение перемычек (запаяно — включено) отключения защиты отперегрузки, резисторов определяющих порог срабатывания защиты от перегрузки и регулятор тока покоя оконечных транзисторов — рисунок 8.

Рисунок 8 — расположение элементов ответственных за режимы работы усилителя.
Надеемся что данный усилитель мощности доставит приятные впечатления своим владельцам…

Усилитель с «пентодным» звучанием

Спектр гармоник этого транзисторного усилителя подобран таким образом, что звучанием он напоминает старый добрый пентодный однотактник.

Последние 10 — 15 лет ругать звучание транзисторных усилителей и превозносить достоинства ламповых стало чуть ли не обязанностью аудиокритиков. Я думаю, что специфический саунд первых связан с чисто формальным подходом к их конструированию. Сейчас любой аудиофил, имеющий мало-мальский опыт прослушивания, знает, что параметры типа «0,002% гармонических искажений при 100 Вт мощности» в действительности мало что говорят о музыкальности аппарата. От чего же она зависит? Попробуем разобраться.

Вряд ли кто будет оспаривать факт, что ламповый триод — самый линейный элемент, который был изобретен человеком за последние сто лет. Транзисторам же, как биполярным, так и полевым, до него очень далеко. Но так ли все безнадежно?

Об авторе

Жан Цихисели. Несколько неожиданное сочетание имени и фамилии словно символизирует эклектичность жанров этого конструктора. В ассортименте лаборатории Time Wind, возглавлямой Жаном, самые разные проекты: усилители на триодах, пентодах в одно- и двухтактном включении и даже, не побоимся этого слова — на транзисторах. Относится к категории самородков, для которого самостоятельно изготовить конденсатор или намотать выходной транс плевое дело. Постоянный участник выставок «Российский Hi-End», в быту скромен, своего мнения никому не навязывает. Тем более, стоит прислушаться.

Оказывается, нет. Известно, что существует три типа усилительных каскадов на транзисторах: с общим эмиттером, с общим коллектором и с общей базой. Наиболее широко распространен первый тип, но он, к сожалению, имеет такие искажения, что ни о какой линейности говорить не приходится. Каскад с общим коллектором, или эмиттерный повторитель, значительно лучше, но его коэффициент усиления меньше единицы. Он обычно применяется в качестве согласующего, когда нужно получить большое входное сопротивление и малое выходное, в частности, для согласования громкоговорителя с усилителем напряжения. Оптимальным является каскад с общей базой — у него и искажения меньше, и полоса пропускания шире (из-за чего он часто используется в ВЧ-схемах), и усиление вполне приличное. В итоге в качестве кирпичиков для построения усилителя нам остаются лишь каскады с общим коллектором и общей базой. Идем дальше.

Те, кто знаком со схемами промышленных усилителей, вероятно, заметили, что количество транзисторов там может достигать сотни штук на один канал. Проходя через каждый р-n переход, сигнал деградирует, так что напрашивается вывод: для построения действительно качественного усилителя необходимо использовать их минимально возможное количество, и я думаю, вряд ли кто с этим не согласится. Теперь поговорим об обратной связи. То, что лучше обойтись без нее, знают, пожалуй, все, но природа транзисторных усилителей такова, что вряд ли это возможно. Единственное, что нам по силам, — сделать глубину ОС минимально необходимой.

Теперь коротко о режимах работы транзисторов. Даже при беглом анализе их выходных характеристик легко убедиться, что только в классе А они обладают наибольшей линейностью. Но в природе за все приходится платить, и вот вам пример: выходной каскад на комплементарной паре биполярных транзисторов, включенный в классе А, из-за перегрева выходит из строя через несколько секунд. Чтобы такая схема была работоспособна, нужно вместо одной пары поставить 10, а это уже противоречит требованию использовать минимально возможное количество активных элементов. В большинстве случаев никакого выигрыша тут нет, и самое разумное — поставить выходной каскад в режим «форсированный АВ», и такая схема будет долговечной и надежной. А вот все остальные каскады должны работать в «чистом» классе А. Но и это еще не все. У каждого конкретного типа биполярного или полевого прибора существует оптимальный ток коллектора (стока), при котором он имеет максимальную линейность, и использовать его нужно именно в таком режиме. Все перечисленные требования являются необходимыми, но далеко не достаточными для достижения нашей единственной цели — хорошего звучания.

Еще одно, и весьма важное условие — правильный подбор элементной базы, а именно транзисторов, диодов, конденсаторов, резисторов, проводов и припоя.

После нескольких месяцев тестирования и слепого прослушивания было установлено, что наиболее подходящими для описываемой схемы являются следующие типы элементов: БСИТ (Bipolar Static Induction Transistor) — для входного каскада, генератора тока и усилителя напряжения; полевые транзисторы в качестве истокового повторителя, биполярные — в устройстве сдвига уровня и генераторе тока, предвыходном двухтактном каскаде и выходном двухтактном эмиттерном повторителе.

Рис. 1. Принципиальная схема усилителя.

Теперь о пассивных компонентах. Регулятор громкости следует взять качественный и надежный ALPS, постоянные резисторы углеродистые, С1-4, а в эмиттерных цепях выходных транзисторов — проволочные. Конденсаторы на входе и цепи обратной связи бумажные, К42-11, МБМ и т.д. Они могут показаться чересчур громоздкими, но применять другие типы я не рекомендую ввиду заметного ухудшения звучания. Если не удастся купить фирменные электролиты, то из отечественных лучше использовать К50-24.

Входной каскад на VT1, VT2 — однотактный дифференциальный усилитель с местной токовой обратной связью, нагруженный на генератор тока на VT3. C выхода дифкаскада сигнал поступает на затвор полевого транзистора VT4, включенного истоковым повторителем. С истока VT4 сигнал через устройство сдвига уровня VT5 KT9115A идет на усилитель напряжения VT6. Тот, в свою очередь, нагружен на генератор тока VT7 и два последовательно соединенных двухтактных эмиттерных повторителя на VT8, VT9, VT10 и VT11. Последовательно включенные диоды VD7 — VD10 задают ток покоя выходного каскада (примерно 0,2 А). Добавив еще один или несколько (пятый диод изображен на схеме пунктиром), можно увеличить ток покоя до 0,8 А и, таким образом, перевести каскад в класс А. Подбором резистора R7 устанавливают нулевой потенциал +/-10 мВ на выходе усилителя. Подстроечники применять здесь не рекомендуется, поэтому лучше подобрать нужное значение, припаивая параллельно резистору 470 Ом другой, большего или меньшего номинала.

Пары транзисторов VT2 и VT2, VT8 и VT9, VT10 и VT11 следует подобрать с одинаковым значением коэффициента усиления с точностью не хуже 1%. Для защиты акустических систем от постоянного напряжения на выходе усилителя служит специальное устройство (рис. 2).

Рис. 2

Для надежной работы схемы защиты конденсаторы С1, С2 лучше использовать оксидно-полупроводниковые танталовые серии К53.

Теперь несколько слов о блоке питания (рис. 3, стр. 14). В нем применен тороидальный трансформатор мощностью 200 — 250 ВА с экранной обмоткой, которую нужно заземлить. Чтобы активные сопротивления вторичных обмоток были одинаковыми, их лучше мотать в два провода и среднюю точку соединить с шасси толстым коротким проводом. В качестве выпрямительных диодов применены КД2994А с барьером Шоттки, обладающие высоким быстродействем. Электролитические конденсаторы типа К50-24, а шунтирующие — бумажные МБМ, БМТ. Если вы захотите оснастить усилитель устройством защиты, для его питания потребуется дополнительная обмотка на напряжение 18 В и ток около 300 мА, а также простейший выпрямитель со сглаживающим фильтром.

Рис. 3

При монтаже усилителя следует обратить внимание на качество соединительных проводов и припоя. Монтаж нужно вести медным проводом с сечением около 2 кв. мм, очень хорошо для этой цели подходят колоночные кабели стоимостью 30 — 40 руб. за метр. Из припоев могу посоветовать ПОС-61, он недорогой и купить его можно на любом радиорынке. Печатные платы лучше выполнить из фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм и жестко закрепить на дне корпуса с помощью металлических втулок. Все транзисторы, кроме VT1, VT2, VT3, крепятся через изолирующие прокладки к дну корпуса, выполненного из алюминиевой плиты толщиной 10 мм, которая одновременно является и теплоотводом.

Большое влияние на звук оказывает и разводка «земляных» шин. Сигнальная и сильноточная земля должны быть присоединены к корпусу в одной точке, рядом с входными разъемами. Корпус следует сделать из немагнитного материала. Изготовленный в 1995 г. в лаборатории «Time Wind» по описанной выше схеме, усилитель продемонстрировал качество звучания, сравнимое со звучанием хорошего лампового пентодного двухтактника. Благодаря тщательно подобранному спектральному составу искажений усилитель выдает сочную середину, прозрачный верх и осязаемый бас.

У схемы есть еще одно очевидное достоинство — хорошая повторяемость и несложная настройка, поскольку предназначалась она для мелкосерийного производства в промышленных условиях.

Литература: 1. П. Хоровиц, У. Хилл. «Искусство схемотехники», Москва, «Мир», 1993 г. 2. Н.В. Пароль, С.А. Кайдалов. «Фоточувствительные приборы и их применение». Издательство «Радио и Связь», 1991 г.

Практика AV #1/2001

поделиться

Tags: Усилитель с «пентодным» звучанием